[发明专利]用于定日镜的光学控制系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2010年6月23日提交的题为“Optical Control System for Heliostats”的美国临时申请序列号第61/357,883号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本公开涉及反射器的控制，并且更具体地，涉及对于包括定日镜的反射器的光学控制。

背景技术

历史上，大部分电力和热力是通过诸如燃烧化石燃料的不可再生方式而产生的。由于这些资源的有限性以及它们可能呈现出的不稳定的价格波动，期望从更加可再生且稳定的资源获得电力和热力。因此，在使用太阳能发电并为住宅、商业、和工业用途供热方面，已经有显著增长。

由于太阳能资源的散射特性，通常希望聚集太阳的光线。这有时是通过使用反射器来完成的，该反射器将来自宽广区域的日光导向较小的目标（target，靶标）上，有效地聚集日光用于更有效利用。日光越精确地导向到所期望的目标，就越可以高效地使用日光能量。然而，由于云、风、和其他天气元素以及其他因素的存在，在反射器和目标之间保持精确的对准是非常困难并且昂贵的。因此，需要一种方法，其可以在没有昂贵设备的情况下实现精确的对准。

发明内容

根据本公开的第一方面，用于将反射器和目标对准的方法包括：在第一反射器处接收来自光源的光。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射该目标。使用成像装置捕获该目标的第一图像。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区中照射目标。使用成像装置捕获该目标的第二图像。至少部分地通过比较第一图像和第二图像，确定第一反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以包括以下特征的一个或多个。可以在第二反射器接收来自光源的光。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第三目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第三图样。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第四目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第四图像。至少部分地通过比较第三图像和第四图像，确定第二反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以确定第一目标区和第二目标区中的至少一个的质心。可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的边缘部分。可以产生第一反射器的振动。至少部分地基于第一反射器的振动，可以确定以下各项中的至少一个：捕获第一图像和第二图像中的至少一个的时间，以及第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分的位置。可以确定第一反射器的位置。可以确定第一反射器的几何特征。至少部分地基于第一反射器的位置和第一反射器的几何特征中的至少一个，可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分。成像装置可以包括数码相机和数码摄像机中的至少一个或多个。

根据本公开的另一方面，用于将反射器和目标对准的系统包括：第一反射器，目标，以及成像装置，其中，该第一反射器被配置为接收来自光源的光。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第一目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第一图像。第一反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第二目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第二图像。至少部分地通过比较第一图像和第二图像，确定第一反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以包括以下特征中的一个或多个。第二反射器可以被配置为接收来自光源的光。第二反射器可以被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第三目标区中照射目标。使用成像装置捕获目标的第三图像。第二反射器被配置为将来自光源的光反射到目标上，在第四目标区中照射目标。可以捕获目标的第四图像。至少部分地通过比较第三图像和第四图像，确定第二反射器相对于光源和目标中的至少一个的对准。

可以确定第一目标区和第二目标区中的至少一个的质心。可以识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的边缘部分。可以产生第一反射器的振动。可以至少部分地基于第一反射器的振动，确定以下各项中的至少一个：捕获第一图像和第二图像中的至少一个的时间，以及第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分的位置。可以确定第一反射器的位置。可以确定第一反射器的几何特征。可以至少部分地基于第一反射器的位置和第一反射器的几何特征中的至少一个，识别第一目标区和第二目标区中的至少一个的一部分。成像装置可以包括数码相机和数码摄像机中的至少一个或多个。